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压敏电阻
阅读:17344时间:2010-12-18 21:03:34

  压敏电阻(英文名称“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor")广泛应用于电子线路中,用以防护因电力供应系统的暂态电压突波所可能对电路的伤害。它是一种具有显著非欧姆导体性质的电子元件,压敏电阻的阻值随外部电压而改变,因此它的电流-电压特性曲线具有显著的非线性。

特性

  反应时间快速;低漏电流;优越的电压比;宽广之电压与能量比;低备用电力且无后续电流;高效能之突波电流处理能力;抑制电压特性之稳定执行能力。
  压敏电阻在休息时,相对受保护的电子元件而言,具有很高的阻抗-数兆欧姆),而且不会改变设计电路特性,但当瞬间突波电压出现(越过压敏电阻之崩溃电压时),该压敏电阻之阻抗会变低(仅有几个欧姆而已),并造成原线路短路,换言之电子产品或元件因此而受到保护。主要用途:防雷,过压保护。如电力变压器在进户端放入氧化锌避雷器可以有效防雷,电子设备在电网电源输入端放入压敏电阻,一但电网电压升高压敏电阻会不可恢复击穿短路同时保险丝也将断开,从而有效的放止过电压进入线路板。在空调线线路板应用压敏电阻最为多。


  当电源为220V时压敏电阻的阻值是无穷大,当峰值电压超过470V时(220V电压的峰值是311V)压敏电阻立刻击穿短路,保险丝也会熔断,高电压就进不去设备端,从而有效保护电子电路不受侵害。更换压敏电阻时在电阻体上需裹上绝缘材料加以保护,以防飞弧。使用压敏电阻时之前必须加装保险丝,压敏电阻一但击穿短路是不可恢复的,必须更换。正常的压敏电阻用万用表测量是无穷大的。

标称参数

  压敏电阻用字母“MY”表示,如加J 为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。

  1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V 不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp 为电路额定电压的峰值。VAC 为额定交流电压的有效值。ZnO 压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V , 则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V",因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V 之间。
  2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过± 10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO 压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。

工作原理

     当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说,当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开状态的开关。
     当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说,当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合状态的开关。

选用

  选用压敏电阻器前,应先了解以下相关技术参数:标称电压是指在规定的温度和直流电流下,压敏电阻器两端的电压值。漏电流是指在25℃条件下,当施加最大连续直流电压时,压敏电阻器中流过的电流值。等级电压是指压敏电阻中通过8/20 等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。通流量是表示施加规定的脉冲电流(8/20μs)波形时的峰值电流。浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm(或最大浪涌电压Vpm 和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm 以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内,浪涌脉冲的总次数N等。
  一般地说,压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:VmA=av/bc 式中:a为电路电压波动系数,一般取1.2;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b 为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件的老化系数,一般取0.9;这样计算得到的VmA 实际数值是直流工作电压的1.5 倍,在交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大1.414 倍。另外,选用时还必须注意:
  (1) 必须保证在电压波动最大时,连续工作电压也不会超过最大允许值,否则将缩短压敏电阻的使用寿命;
  (2) 在电源线与大地间使用压敏电阻时,有时由于接地不良而使线与地之间电压上升,所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器。压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。

应用

     1.压敏电压:指在规定的温度和直流(一般为1mA或0.1mA)下,压敏电阻器两端的电压值。记为V1mA或V0.1mAo
     2.最大连续电压:指在规定环境温度下,能长期持续加在压敏电阻器两端的最大正弦交流电压有效值或最大直流电压值
     3.限制电压:指在压敏电阻器中通过规定大小的冲击电流(8,20μs)时,其两端的最大电压峰值。
     4.额定功率:指在规定的环境温度下,可施加给压敏电阻器的最大平均冲击功率。
     5.最大能量:在压敏电压变化不超过±10%,冲击电流波形为10,1000μs或2ms的条件下,可施加给压敏电阻的最大一次冲击能量。
     6.通流容量(最大冲击电流)

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